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JP2007017713A - Belt used for image forming apparatus - Google Patents

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JP2007017713A
JP2007017713A JP2005199274A JP2005199274A JP2007017713A JP 2007017713 A JP2007017713 A JP 2007017713A JP 2005199274 A JP2005199274 A JP 2005199274A JP 2005199274 A JP2005199274 A JP 2005199274A JP 2007017713 A JP2007017713 A JP 2007017713A
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JP
Japan
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belt
image forming
forming apparatus
base layer
layer
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JP2005199274A
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Japanese (ja)
Inventor
Minoru Inamura
穣 稲村
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve bonding durability, and to prolong the duration of life by devising a method (bonding method) of bonding a substrate layer and an elastic layer, for solving the problem of the conventional techniques, by increasing the bonding strength between the substrate layer and the elastic layer (elastic rubber) and moderating the shearing force applied to the boundary between the substrate layer and the elastic layer in the rotational direction of a roller, in a belt for an image forming apparatus constituted by bonding the substrate layer and the elastic layer. <P>SOLUTION: The belt used for the image forming apparatus is provided such that in a belt member which is constituted by bonding a substrate layer 2 and an elastic layer 3 and is used for the image forming apparatus, the substrate layer 2 has a plurality of wedge grooves 4, whose angles in cut directions are alternately reversed in the surface of the substrate layer 2, and the elastic rubber is bonded on the surface of the substrate layer 2, to form the elastic layer 3. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真複写機、プリンタ、又はファクシミリ等の画像形成装置に用いるベルトに関し、特に、基層と弾性層を接着して成る画像形成装置に用いるベルトに関するものである。   The present invention relates to a belt used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, or a facsimile, and more particularly to a belt used in an image forming apparatus formed by bonding a base layer and an elastic layer.

一般に、電子写真複写機、プリンタ、又はファクシミリ等の画像形成装置においては、紙表面に所定形状でトナーを付着させてトナー像を形成した後、ポリイミド等からなる基層にゴムを接着させたベルト(以下、定着ベルトという)と芯金にゴムを接着したローラ(以下、加圧ローラという)との間に、上記トナー像を形成した紙を通過させる。このとき、定着ベルトの内周面側から押圧するゴムローラ(以下、定着ローラという)と、定着ベルトの外周面側から押圧する加圧ローラによって、上記紙表面に付着したトナーに圧力を加え、且つ加熱することによってトナーを紙表面に定着させる方式が採用されている。   In general, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, or a facsimile, a toner image is formed by adhering toner in a predetermined shape to a paper surface, and then a belt (rubber is bonded to a base layer made of polyimide or the like ( Hereinafter, the paper on which the toner image is formed is passed between a fixing belt) and a roller (hereinafter referred to as a pressure roller) in which rubber is bonded to a core metal. At this time, pressure is applied to the toner adhering to the paper surface by a rubber roller (hereinafter referred to as a fixing roller) that is pressed from the inner peripheral surface side of the fixing belt and a pressure roller that is pressed from the outer peripheral surface side of the fixing belt, and A system is adopted in which the toner is fixed on the paper surface by heating.

しかし、このような方法により定着を行う場合、定着ベルトと加圧ローラの間を紙が通過する際に、紙を圧接しながら同時に搬送・排紙させるため、定着ベルトの走行時に発生する屈曲による該定着ベルトの基層と弾性ゴムの界面にズレ力、およびゴムの弾性反発による伸縮が発生し、主に加圧ローラの回転方向のせん断力により、基層と弾性ゴムの界面において剥離が発生するという問題があった。
従来では、このような剥離を防止するために、耐熱性の高い接着剤を選定し、接着力を増大させる手段を講じてきたが、しかし、このような剥離力よりも大きな接着力を長期間に亘って維持することは、非常に困難であった。
However, when fixing is performed by such a method, when the paper passes between the fixing belt and the pressure roller, the paper is conveyed and discharged at the same time while being pressed against the paper. The interface between the base layer and the elastic rubber of the fixing belt causes a displacement force and the expansion and contraction due to the elastic repulsion of the rubber. There was a problem.
Conventionally, in order to prevent such peeling, a high heat-resistant adhesive has been selected and measures have been taken to increase the adhesive strength. It was very difficult to maintain for a long time.

特開2004−255828号公報(特許文献1、複合ベルト及びその製造方法)には、管状基材層と弾性体層とフッ素樹脂層とを積層して成る画像形成装置用の複合ベルトにおいて、弾性体層とフッ素樹脂層を接着する界面の弾性体層側に凹部を形成し、アンカー効果により接着力を維持することが提案されている。
この特許文献1に記載された複合ベルトは、図3に示されているように、管状基材層11と弾性体層12とフッ素樹脂層13をこの順番で備えるシームレス複合管状物であり、弾性体層12とフッ素樹脂層13の境界面であって、かつ弾性体層12側の表面にブラスト処理により凹部が形成され、この凹部内にフッ素樹脂14が埋め込まれ、フッ素樹脂14とフッ素樹脂13は融着一体化することにより、弾性体層12とフッ素樹脂層13の密着力を増大させているものである。
しかしながら、画像形成装置用の定着ベルトのように屈曲を長期間に亘って繰り返すものでは、1つの層表面に凹部を形状して、この凹部内に他の層を部分的に埋め込むだけではアンカー効果が低く、界面のズレ力や伸縮に耐え得る十分な接着力を得ることができず、耐久性に劣るものである。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-255828 (Patent Document 1, Composite Belt and Manufacturing Method Thereof) discloses a composite belt for an image forming apparatus in which a tubular base material layer, an elastic body layer, and a fluororesin layer are laminated. It has been proposed to form a recess on the elastic layer side of the interface that bonds the body layer and the fluororesin layer and maintain the adhesive force by the anchor effect.
As shown in FIG. 3, the composite belt described in Patent Document 1 is a seamless composite tubular body including a tubular base layer 11, an elastic body layer 12, and a fluororesin layer 13 in this order, and is elastic. A recess is formed by blasting on the surface of the body layer 12 and the fluororesin layer 13 and on the elastic layer 12 side, and the fluororesin 14 is embedded in the recess, and the fluororesin 14 and the fluororesin 13 Is to increase the adhesion between the elastic layer 12 and the fluororesin layer 13 by fusing and integrating.
However, in a case where bending is repeated over a long period of time, such as a fixing belt for an image forming apparatus, it is only necessary to form a recess on the surface of one layer and partially embed another layer in the recess to provide an anchor effect. However, it cannot provide a sufficient adhesive force that can withstand the displacement force and expansion / contraction of the interface, resulting in poor durability.

また、画像形成装置に用いるローラにおいて、該ローラを構成する内側層とゴム製又は合成樹脂製の外側層との密着性を高めるために、この内外層の間に凹凸形状を形成することは既に提案されている。
例えば、特開2004−85628号公報(特許文献2、画像形成装置に用いるローラ)には、図4に示されているように、ローラ芯金21の表面においてその軸方向に複数本の溝23を形成し、これらの溝23を有する表面上に接着剤を塗布した後、弾性ゴム22を加硫接着した画像形成装置用のローラが記載されている。このローラにおいて、弾性ゴム22が溝23の内部まで侵入して嵌合する形状になっているため、アンカー効果によりローラ回転方向に対して芯金−弾性ゴムの界面に与えられるせん断力が緩和され、相対的に接着力(密着性)が大きくなるものである。
このように、特許文献2の画像形成装置用のローラは、ローラ芯金のような剛体に対して平行な溝を加工をしたものであるが、画像形成装置用のベルトのように屈曲を繰り返すものにおいては、平行な溝だけではアンカー効果が低く、界面のズレ力や伸縮に耐え得る十分な接着力を得ることができない。
In addition, in a roller used in an image forming apparatus, in order to improve the adhesion between the inner layer constituting the roller and the outer layer made of rubber or synthetic resin, it has already been possible to form an uneven shape between the inner and outer layers. Proposed.
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-85628 (Patent Document 2, roller used in an image forming apparatus), as shown in FIG. 4, a plurality of grooves 23 in the axial direction on the surface of a roller metal core 21. And a roller for an image forming apparatus in which an elastic rubber 22 is vulcanized and bonded after applying an adhesive on the surface having these grooves 23. In this roller, since the elastic rubber 22 has a shape that penetrates and fits into the groove 23, the shearing force applied to the interface between the core metal and the elastic rubber with respect to the roller rotation direction is relieved by the anchor effect. The adhesive strength (adhesiveness) is relatively increased.
As described above, the roller for the image forming apparatus of Patent Document 2 is obtained by processing a groove parallel to a rigid body such as a roller core, but repeatedly bends like a belt for the image forming apparatus. However, the anchor effect is low only with the parallel grooves, and a sufficient adhesive strength that can withstand the displacement force and expansion / contraction of the interface cannot be obtained.

また、特開平10−48985号公報(特許文献3、定着ローラ及びその製造方法)には、上記特許文献2に記載された画像形成装置用のローラと類似するものが記載されており、定着ローラ芯金の表面に形成される凹凸形状の凸部は、該定着ローラが紙搬送のために回転するときに、芯金の外周を覆う外層(接着層と離型層)に対して楔を打つ形状とされているものである。この定着ローラは、これが紙搬送のために回転する方向に対して、逆回転方向へ生じる力による芯金とその外周を覆う外層との密着力の低下を抑制し得るものである。
このように、この画像形成装置用の定着ローラは、定着ローラ芯金に楔形状の凹凸を形成したものであるが、画像形成装置用のベルトのように屈曲を繰り返すものにおいては、回転方向にある角度をもった楔状の凹凸だけではアンカー効果が低く、界面のズレ力や伸縮に耐え得る十分な接着力を得ることができない。
Japanese Patent Laid-Open No. 10-48985 (Patent Document 3, fixing roller and manufacturing method thereof) describes a roller similar to the roller for an image forming apparatus described in Patent Document 2, and includes a fixing roller. The concavo-convex convex portion formed on the surface of the core metal strikes a wedge against the outer layers (adhesive layer and release layer) covering the outer periphery of the core metal when the fixing roller rotates for paper conveyance. It is a shape. The fixing roller can suppress a decrease in the adhesion force between the cored bar and the outer layer covering the outer periphery due to the force generated in the reverse rotation direction with respect to the direction in which the fixing roller rotates for paper conveyance.
As described above, the fixing roller for the image forming apparatus is formed by forming a wedge-shaped unevenness on the fixing roller core metal. However, in the case where the belt is repeatedly bent like the belt for the image forming apparatus, An anchor effect is low only with wedge-shaped irregularities having a certain angle, and a sufficient adhesive strength that can withstand the displacement force and expansion / contraction of the interface cannot be obtained.

また、特開平8−339119号公報(特許文献4、二層ゴムローラおよびその製造方法)には、円筒状の金型の内面に、該金型の内径と大略同じ外径を有しその内面に予め軸方向の溝を複数形成した加硫済みのソリッドゴムチューブを配置し、該金型の中心部には未発泡のスポンジゴムを周囲に設けた芯軸を装着し、該スポンジゴムを発泡膨張させてソリッドゴムチューブの内面と密着させた後、このスポンジゴムを加硫させてソリッドゴムチューブの内面と加硫接着させる二層ゴムローラの製造方法が記載されており、さらに、この製造方法により製造された「二層ゴムローラ」についても記載されている。
このように、この画像形成装置用のローラは、表層となるソリッドゴム内面に溝をつけたものであるが、画像形成装置用の定着ベルトのような屈曲を繰り返すものにおいては、平行な溝だけではアンカー効果が低く、界面のズレ力や伸縮に耐え得る十分な接着力を得ることができない。
JP-A-8-339119 (Patent Document 4, double-layer rubber roller and method for manufacturing the same) has an outer diameter that is substantially the same as the inner diameter of the cylindrical mold. A vulcanized solid rubber tube with a plurality of axial grooves formed in advance is placed, and a core shaft with an unfoamed sponge rubber is attached to the center of the mold, and the sponge rubber is expanded and expanded. A method of manufacturing a two-layer rubber roller is described in which the sponge rubber is vulcanized and vulcanized and bonded to the inner surface of the solid rubber tube after the inner surface of the solid rubber tube is in close contact with the inner surface of the solid rubber tube. The “double-layer rubber roller” is also described.
As described above, the roller for the image forming apparatus has a groove on the inner surface of the solid rubber as a surface layer. However, in the case where the bending is repeated like a fixing belt for the image forming apparatus, only the parallel groove is provided. In this case, the anchor effect is low, and it is impossible to obtain sufficient adhesive strength that can withstand the displacement force and expansion / contraction of the interface.

特開2004−255828号公報JP 2004-255828 A 特開2004−85628号公報JP 2004-85628 A 特開平10−48985号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-48985 特開平8−339119号公報JP-A-8-339119

本発明は、基層と弾性層を接着して成る画像形成装置用のベルトにおいて、上記従来技術の問題点を解消するために、基層と弾性層との接着の仕方(接着方法)を工夫することにより、基層−弾性層(弾性ゴム)間の接着強度を増大させて、ローラ回転方向に対しての基層−弾性層界面に与えるせん断力を緩和させることにより、接着耐久性を向上させて寿命を延ばすことを、その技術課題とするものである。   The present invention provides a belt for an image forming apparatus in which a base layer and an elastic layer are bonded to devise a bonding method (bonding method) between the base layer and the elastic layer in order to solve the above-described problems of the prior art. By increasing the adhesive strength between the base layer and the elastic layer (elastic rubber) and relaxing the shearing force applied to the interface between the base layer and the elastic layer in the roller rotation direction, the adhesion durability is improved and the service life is increased. The extension is the technical issue.

上記課題を解決するための手段は、基層に弾性層を接着させて成る画像形成装置用のベルトにおいて、該基層の表面においてベルトの軸方向に複数本のくさび状の溝を形成することが基本である。
(1) 本発明に係る画像形成装置用のベルトは、基層と弾性層を接着して成る画像形成装置に用いるベルト部材を前提として、
上記基層はその表面に、切り込み方向が交互に逆方向の角度を持つ複数本のくさび状の溝を備え、この基層の表面上に弾性ゴムを接着して弾性層を形成したことである。
このような構成によれば、弾性層を形成する弾性ゴムが、基層の表面において交互に逆方向の角度を持って形成された複数本のくさび状の溝に侵入し嵌合するので、双方のアンカー効果によって相対的に接着力の増大を図ることができる。
The means for solving the above-mentioned problem is basically to form a plurality of wedge-shaped grooves on the surface of the base layer in the axial direction of the belt in an image forming apparatus belt in which an elastic layer is bonded to the base layer. It is.
(1) A belt for an image forming apparatus according to the present invention is premised on a belt member used for an image forming apparatus formed by bonding a base layer and an elastic layer.
The base layer is provided with a plurality of wedge-shaped grooves on the surface of which the cutting directions alternately have opposite angles, and an elastic rubber is bonded onto the surface of the base layer to form an elastic layer.
According to such a configuration, the elastic rubber forming the elastic layer enters and fits into the plurality of wedge-shaped grooves formed at alternately opposite angles on the surface of the base layer. The adhesive force can be relatively increased by the anchor effect.

(2) 上記画像形成装置用のベルトにおいて、くさび状の溝はベルトの軸方向に備えることができる。
この構成によれば、基層の表面の溝をベルトの軸方向にしているので、ベルトの走行方向に発生する基層−弾性ゴム界面のせん断力を緩和させることができ、相対的に接着力の増大を図ることができる。
(2) In the belt for the image forming apparatus, the wedge-shaped groove can be provided in the axial direction of the belt.
According to this configuration, since the groove on the surface of the base layer is in the axial direction of the belt, the shear force generated at the base layer-elastic rubber interface generated in the belt running direction can be reduced, and the adhesive force is relatively increased. Can be achieved.

(3) また、上記画像形成装置用のベルトにおいて、くさび状の溝は、基層の表面と該くさび状の溝を形成するどちらか一方の平面とのなす角θが、θ<90°であるように形成されていることである。
この構成によれば、基層の表面とくさび状の溝の平面部とのなす角θが、θ<90°であるので、どちらの方向にせん断力が発生してもアンカー効果を得ることができ、基層−弾性ゴム界面のせん断力を緩和させることができる。
(3) In the belt for an image forming apparatus, the wedge-shaped groove has an angle θ between the surface of the base layer and one of the planes forming the wedge-shaped groove, θ <90 °. It is formed as follows.
According to this configuration, since the angle θ formed between the surface of the base layer and the flat portion of the wedge-shaped groove is θ <90 °, the anchor effect can be obtained regardless of which shear force is generated. The shearing force at the base layer-elastic rubber interface can be relaxed.

(4) また、上記画像形成装置用のベルトにおいて、くさび状の溝の深さdが4μm以上であることである。
この構成によれば、くさび状の溝の深さdが4μm以上であるので、基層−弾性ゴムの嵌合によって得られるアンカー効果を十分に発揮することができる。
(4) In the belt for the image forming apparatus, the depth d of the wedge-shaped groove is 4 μm or more.
According to this configuration, since the depth d of the wedge-shaped groove is 4 μm or more, the anchor effect obtained by the base layer-elastic rubber fitting can be sufficiently exhibited.

(5) さらに、上記画像形成装置用のベルトにおいて、くさび状の溝の開口幅Wが、1/5d<W<1/2dであることである。
この構成によれば、くさび状の溝の開口幅Wが、1/5d<W<1/2dであるので、該くさび状の溝の底部まで弾性ゴムを完全に浸透させることができ、且つ、基層−弾性ゴムの嵌合によって得られるアンカー効果の低減を防止することができる。
(5) Further, in the belt for the image forming apparatus, the opening width W of the wedge-shaped groove is 1 / 5d <W <1 / 2d.
According to this configuration, since the opening width W of the wedge-shaped groove is 1 / 5d <W <1 / 2d, the elastic rubber can completely penetrate to the bottom of the wedge-shaped groove, and Reduction of the anchor effect obtained by the base layer-elastic rubber fitting can be prevented.

(6) 本発明に係る画像形成装置用のベルトの製造方法は、基層と弾性層を接着することにより画像形成装置に用いるベルト部材を製造する方法を前提として、
切り込み方向が交互に逆方向の角度を持つ複数本のくさび状の溝を、その表面においてベルトの軸方向に備える基層を成型し、上記基層の外周面に接着剤を塗布した後、弾性ゴムを塗布して加硫接着することである。
このような構成によれば、弾性層を形成する弾性ゴムが、基層の表面において交互に逆方向の角度を持って形成された複数本のくさび状の溝に侵入し嵌合するので、双方のアンカー効果によって相対的に接着力が増大する画像形成装置用のベルトを製造することができる。
(6) The method for manufacturing a belt for an image forming apparatus according to the present invention is based on the premise of a method for manufacturing a belt member used in an image forming apparatus by bonding a base layer and an elastic layer.
After forming a base layer provided with a plurality of wedge-shaped grooves with inversion angles alternately in the axial direction of the belt on the surface, and applying an adhesive on the outer peripheral surface of the base layer, elastic rubber is applied. It is to apply and vulcanize and bond.
According to such a configuration, the elastic rubber forming the elastic layer enters and fits into the plurality of wedge-shaped grooves formed at alternately opposite angles on the surface of the base layer. It is possible to manufacture a belt for an image forming apparatus in which the adhesive force is relatively increased by the anchor effect.

本発明の効果を請求項にしたがって整理すると、次ぎのとおりである。
(1) 請求項1〜請求項6に係る発明
基層と弾性層を接着して成る画像形成装置用のベルトにおいて、弾性層を形成する弾性ゴムが、基層の表面において交互に逆方向の角度を持って形成された複数本のくさび状の溝に侵入し嵌合していることにより、双方のアンカー効果によって相対的に接着力の増大を図ることができるので、ベルトを加熱状態や圧接状態で使用しても基層−弾性ゴム界面での剥離を防止することができる。
また、基層の表面の溝をベルトの軸方向にすることにより、ベルトの走行方向に発生する基層−弾性ゴム界面でのせん断力を緩和させることができるので、相対的に接着力の増大を図ることができる。
The effects of the present invention are summarized according to the claims as follows.
(1) Inventions according to claims 1 to 6 In a belt for an image forming apparatus formed by bonding a base layer and an elastic layer, the elastic rubber forming the elastic layer has an angle in the opposite direction alternately on the surface of the base layer. By intruding and fitting into a plurality of wedge-shaped grooves formed by holding, it is possible to increase the adhesive force relatively by the anchor effect of both, so the belt can be heated or pressed Even when used, peeling at the base layer-elastic rubber interface can be prevented.
Further, by setting the groove on the surface of the base layer in the axial direction of the belt, the shearing force at the base layer-elastic rubber interface generated in the running direction of the belt can be relaxed, so that the adhesive force is relatively increased. be able to.

基層の表面と溝の平面部とのなす角θが、θ<90°であるので、どちらの方向にせん断力が発生してもアンカー効果を得ることができ、基層−弾性ゴム界面でのせん断力を緩和させ、相対的に接着力の増大を図ることができる。
また、くさび状の溝の深さdが4μm以上であるので、基層−弾性ゴムの嵌合によって得られるアンカー効果を十分に発揮することができ、相対的に接着力の増大を図ることができる。
さらに、くさび状の溝の開口幅Wが、1/5d<W<1/2dであることにより、該くさび状の溝の底部まで弾性ゴムを完全に浸透させることができ、且つ、基層−弾性ゴムの嵌合によって得られるアンカー効果の低減を防止することができるので、せん断力を緩和させ相対的に接着力の増大を図ることができる。
Since the angle θ formed between the surface of the base layer and the flat portion of the groove is θ <90 °, the anchor effect can be obtained regardless of the direction in which shearing force is generated, and shear at the base layer-elastic rubber interface is achieved. The force can be relaxed and the adhesive force can be relatively increased.
In addition, since the depth d of the wedge-shaped groove is 4 μm or more, the anchor effect obtained by the base layer-elastic rubber fitting can be sufficiently exhibited, and the adhesive force can be relatively increased. .
Further, since the opening width W of the wedge-shaped groove is 1 / 5d <W <1 / 2d, the elastic rubber can be completely penetrated to the bottom of the wedge-shaped groove, and the base layer-elasticity Since the reduction of the anchor effect obtained by the rubber fitting can be prevented, the shear force can be relaxed and the adhesive force can be relatively increased.

(2) 請求項7に係る発明
基層と弾性層を接着することにより画像形成装置に用いるベルト部材を製造する方法において、切り込み方向が交互に逆方向の角度を持つ複数本のくさび状の溝をその表面に備える基層を成型し、この基層の外周面に接着剤を塗布した後、弾性ゴムを塗布して加硫接着することにより、弾性層を形成する弾性ゴムが、基層の表面において交互に逆方向の角度を持って形成された複数本のくさび状の溝に侵入し嵌合するので、双方のアンカー効果によって相対的に接着力の増大を図ることができ、ベルトを加熱状態や圧接状態で使用しても基層−弾性ゴム界面での剥離を防止することができる画像形成装置用のベルトを製造することができる。
(2) The invention according to claim 7 In the method of manufacturing a belt member used in an image forming apparatus by bonding a base layer and an elastic layer, a plurality of wedge-shaped grooves whose cutting directions are alternately opposite to each other are formed. A base layer provided on the surface is molded, and an adhesive is applied to the outer peripheral surface of the base layer, and then elastic rubber is applied and vulcanized to adhere the elastic rubber forming the elastic layer alternately on the surface of the base layer. Since it penetrates into and fits into multiple wedge-shaped grooves formed at opposite angles, the adhesive effect can be increased relatively by the anchor effect of both, and the belt can be heated or pressed. The belt for an image forming apparatus that can prevent peeling at the interface between the base layer and the elastic rubber can be produced.

(3) 請求項8に係る発明
この画像形成装置は、基層−弾性ゴム間の接着力を増大させた定着ベルトを搭載しており、定着ベルトにおける弾性層の剥離等を発生しないため、部品の交換コストが抑えられ、長期間に亘り良好な画像を提供することができる。
(3) The invention according to claim 8 The image forming apparatus is equipped with a fixing belt having an increased adhesive force between the base layer and the elastic rubber, and does not cause peeling of the elastic layer on the fixing belt. The replacement cost is suppressed, and a good image can be provided over a long period of time.

以下、本発明の実施の形態について、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は画像形成装置用のベルトの模式図であり、図2は画像形成装置用のベルトの基層−弾性ゴム界面に関する説明図である。
画像形成装置に用いるベルト1は、基層2に弾性ゴム3を接着することにより構成されるものであり、この基層2の表面に軸方向に複数本のくさび状の溝4が形成され、これらの溝4を備える基層2の表面上に弾性ゴム3を接着して成るものである。
このくさび状の溝4は、基層2の表面と該溝4を形成するどちらか一方の平面とのなす角θ(図2(b)を参照)が、θ<90°の範囲にあり、且つ該溝4の切り込む向きが交互に逆方向の角度になるように形成されている。このくさび状の溝4の深さdと開口幅W(図2(b)を参照)は、それぞれd>4μm以上、1/5d<W<1/2dであることが、主要な特徴となっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic diagram of a belt for an image forming apparatus, and FIG. 2 is an explanatory diagram regarding a base layer-elastic rubber interface of the belt for an image forming apparatus.
The belt 1 used in the image forming apparatus is configured by adhering an elastic rubber 3 to a base layer 2, and a plurality of wedge-shaped grooves 4 are formed in the axial direction on the surface of the base layer 2. The elastic rubber 3 is adhered on the surface of the base layer 2 having the grooves 4.
The wedge-shaped groove 4 has an angle θ (see FIG. 2B) formed by the surface of the base layer 2 and one of the planes forming the groove 4 in a range of θ <90 °, and The grooves 4 are formed so that the cutting directions are alternately opposite to each other. The main feature is that the depth d and the opening width W (see FIG. 2B) of the wedge-shaped groove 4 are d> 4 μm or more and 1 / 5d <W <1 / 2d, respectively. ing.

画像形成装置用のベルト1の基層2はポリイミドから成り、遠心成型やディッピング、又は押出し成型等の方法を用いて成型される。この基層2の内側には複数のローラが配置されるため、その周長は120mm以上であることが好ましいが、この例では179mmとした。基層2の厚みは、ベルト1を張架して走行させるのに強度と柔軟性が必要であるため、50〜200μmが好ましいが、この例では90μmとした。
このようにして基層2を成型した後で該基層2の表面に機械加工により、切り込み方向が交互に逆方向の角度を持つ複数本のくさび状の溝4をベルトの軸方向に形成する。この溝4は、基層2の成型を押出し成型により行う場合には、成型と同時に該溝4を形成することも可能である。
次に、基層2の外周面に接着剤(図示を省略)を塗布した後、弾性ゴム3をスプレー塗装やディッピング等により厚みが150μmになるように塗布して、加硫接着させることによりベルト1を製造した。塗布された弾性ゴム3は、基層2の表面に形成された切り込み方向が交互に逆方向の角度を持つくさび状の溝4の内部にまで侵入し、嵌合する状態になるため、アンカー効果により接着力を相対的に増大することができ、ベルトを加熱状態や圧接状態で使用する場合にも基層−弾性ゴム界面での剥離を防止することが可能である。
The base layer 2 of the belt 1 for an image forming apparatus is made of polyimide, and is molded using a method such as centrifugal molding, dipping, or extrusion molding. Since a plurality of rollers are arranged inside the base layer 2, the circumference is preferably 120 mm or more, but in this example, it is 179 mm. The thickness of the base layer 2 is preferably 50 to 200 μm because it requires strength and flexibility to run the belt 1 while being stretched, but in this example, it is 90 μm.
After the base layer 2 is molded in this way, a plurality of wedge-shaped grooves 4 whose cut directions are alternately opposite to each other are formed in the axial direction of the belt by machining on the surface of the base layer 2. When the base layer 2 is molded by extrusion molding, the groove 4 can be formed simultaneously with the molding.
Next, after applying an adhesive (not shown) to the outer peripheral surface of the base layer 2, the elastic rubber 3 is applied so as to have a thickness of 150 μm by spray coating, dipping or the like, and vulcanized and adhered to the belt 1. Manufactured. The applied elastic rubber 3 penetrates into the wedge-shaped grooves 4 in which the cutting directions formed on the surface of the base layer 2 alternately have angles opposite to each other. The adhesive force can be relatively increased, and peeling at the base layer-elastic rubber interface can be prevented even when the belt is used in a heated state or a pressure contact state.

基層2と弾性ゴム3を剥離させるせん断力は、主として、ベルト1の屈曲や2本のローラにより挟まれて走行する時のローラ速度差によるせん断力である。そこで、上記くさび状の溝4の方向は、このせん断力に対向するベルトの軸方向に形成されており、この構成により、ベルトの走行方向に発生する基層−弾性ゴム界面でのせん断力を緩和するとができる。
ベルト1を圧接する2本のローラ速度は、設計上では同一であり速度差は発生しないが、ローラ加工上の外径のバラツキにより全てのローラの組み合わせで同一速度にすることは不可能である。この組み合わせ方によりローラ速度差によるベルトのせん断力の方向は、ベルト走行方向の場合と逆方向の場合の二方向において発生することになる。このため、基層2に設けるくさび状の溝4の切り込み方向は交互に逆方向に変えられ、且つ、基層2の表面とくさび状の溝4を形成する平面部とのなす角θが、θ<90°に設定されているため、どちらの方向にせん断力が発生してもアンカー効果を得ることができ、基層−弾性ゴム界面でのせん断力を緩和させて、相対的に接着力の増大を図ることが可能である。
これに対して、θ>90°である場合は、せん断力が剥離を誘発する方向となるため、くさび状の溝4による効果が低減する。
The shearing force that peels the base layer 2 and the elastic rubber 3 is mainly a shearing force due to the bending of the belt 1 or the difference in roller speed when traveling while being sandwiched between two rollers. Therefore, the direction of the wedge-shaped groove 4 is formed in the axial direction of the belt opposite to the shearing force. With this configuration, the shearing force at the base layer-elastic rubber interface generated in the running direction of the belt is reduced. Then you can.
The speeds of the two rollers that press the belt 1 are the same in design and no difference in speed occurs. However, it is impossible to achieve the same speed for all roller combinations due to variations in the outer diameter of the rollers. . With this combination, the direction of the shearing force of the belt due to the difference in roller speed is generated in two directions, the case of the belt running direction and the opposite direction. For this reason, the cutting direction of the wedge-shaped groove 4 provided in the base layer 2 is alternately changed in the reverse direction, and the angle θ formed between the surface of the base layer 2 and the flat portion forming the wedge-shaped groove 4 is θ < Since it is set at 90 °, the anchor effect can be obtained regardless of the shearing force generated in any direction, and the shearing force at the interface between the base layer and the elastic rubber can be relaxed to relatively increase the adhesive force. It is possible to plan.
On the other hand, when θ> 90 °, since the shearing force is in a direction inducing separation, the effect of the wedge-shaped groove 4 is reduced.

本発明の画像形成装置用のベルトを定着ベルトとして採用し通常の定着ユニットを構成して、1000時間走行させた後、基層2と弾性ゴム3を強制的に引き剥がし、基層−弾性ゴム間の剥離状態を調査した。その結果を表1に示す。

Figure 2007017713
上記表1において、○印は界面剥離部無し、×印は界面剥離部有り、そして、※印は1000時間経過前に剥離が発生したことを示している。 The belt for the image forming apparatus of the present invention is used as a fixing belt to constitute a normal fixing unit. After running for 1000 hours, the base layer 2 and the elastic rubber 3 are forcibly peeled off, and the base layer and the elastic rubber are separated. The peeling state was investigated. The results are shown in Table 1.

Figure 2007017713
In Table 1 above, ◯ indicates that there is no interface peeling portion, X indicates that there is an interface peeling portion, and * indicates that peeling occurred before 1000 hours.

基層−弾性ゴム間の接着(界面剥離部無し)は、強制的に剥離させた状態において弾性ゴム3が破壊されていることが必要である。また、このような状態であれば、十分な接着力が発生していたことになる。上記表1の結果によれば、くさび状の溝4の深さdが4μm以上であれば、基層−弾性ゴムの嵌合によって得られるアンカー効果を十分に発揮してせん断力の緩和がなされ、相対的に接着力の増大を図ることができるので、1000時間経過後であっても十分な接着状態を維持することが可能である。これに対して、深さdが3μmではせん断力の緩和の効果を十分に期待することができない。
くさび状の溝4の幅Wによる効果は該溝4の深さdと関係を有しており、1/5d<W<1/2dであれば、くさび状の溝4の底部まで弾性ゴムを完全に浸透させることができ、且つ、基層−弾性ゴムの嵌合によって得られるアンカー効果を十分に発揮することができるので、せん断力を緩和させて相対的に接着力の増大を図ることが可能である。
これに対して、W<1/5dでは1000時間経過前に剥離が発生する。この理由は、くさび状の溝4の内部に弾性ゴム3が十分に浸透しないため気泡が残り、加熱による気泡の膨張によって弾性ゴム3を剥がす作用が働くためである。
The adhesion between the base layer and the elastic rubber (no interfacial peeling portion) requires that the elastic rubber 3 is broken in a state where it is forced to peel off. In such a state, sufficient adhesive force has been generated. According to the results of Table 1 above, if the depth d of the wedge-shaped groove 4 is 4 μm or more, the anchoring effect obtained by the base layer-elastic rubber fitting is sufficiently exerted to reduce the shearing force, Since the adhesive force can be relatively increased, a sufficient adhesion state can be maintained even after 1000 hours. On the other hand, when the depth d is 3 μm, the effect of reducing the shearing force cannot be expected sufficiently.
The effect of the width W of the wedge-shaped groove 4 is related to the depth d of the groove 4. If 1 / 5d <W <1 / 2d, elastic rubber is applied to the bottom of the wedge-shaped groove 4. It can be completely penetrated and the anchor effect obtained by the base layer-elastic rubber fitting can be fully exerted, so it is possible to relax the shear force and relatively increase the adhesive force It is.
On the other hand, if W <1 / 5d, peeling occurs before 1000 hours. This is because the elastic rubber 3 does not sufficiently permeate inside the wedge-shaped groove 4 so that bubbles remain, and an action of peeling the elastic rubber 3 due to expansion of the bubbles due to heating works.

本発明のベルトを定着ベルトとして画像形成装置に搭載して、プリント数10万枚運転した結果を表2に示す。稼働台数1万台当たり、稼動中に基層−弾性ゴム間の剥離は発生しなかった。

Figure 2007017713
このように、本発明のベルトを画像形成装置の定着ベルトとして搭載することにより、定着ベルトにおける弾性層の剥離等を発生しないため、部品の交換コストが抑えられ、長期間に亘り良好な画像を得ることができる。 Table 2 shows the results obtained by mounting the belt of the present invention as a fixing belt in an image forming apparatus and operating 100,000 copies. No peeling between the base layer and the elastic rubber occurred during the operation per 10,000 units.

Figure 2007017713
As described above, by mounting the belt of the present invention as a fixing belt of an image forming apparatus, the elastic layer is not peeled off from the fixing belt, so that the replacement cost of parts can be suppressed, and a good image can be obtained over a long period of time. Obtainable.

図2(c)は、基層2のくさび状の溝4の断面形状の変形例を示す。この図におけるくさび状の溝4の断面形状は、下方側(基層側)が丸みを帯びたR形状を有するものである。このような形状の溝を採用した場合も、図2(b)に示されたくさび状の溝と同一の効果が得られる。本発明におけるくさび状の溝は、これらの形状に限定されるものではなく、本発明の課題を解決し得る溝形状であれば、種々の形状を採用することができる。   FIG. 2C shows a modification of the cross-sectional shape of the wedge-shaped groove 4 of the base layer 2. The cross-sectional shape of the wedge-shaped groove 4 in this figure has an R shape in which the lower side (base layer side) is rounded. Even when such a groove is employed, the same effect as that of the wedge-shaped groove shown in FIG. The wedge-shaped groove in the present invention is not limited to these shapes, and various shapes can be adopted as long as the groove shape can solve the problems of the present invention.

は、本発明の実施の形態による定着ベルトについての模式図であり、(a)は外観図、(b)は(a)のA−A’断面図である。FIG. 2A is a schematic view of a fixing belt according to an embodiment of the present invention, FIG. 3A is an external view, and FIG. は、本発明の実施の形態による定着ベルトの基層−弾性ゴム界面に関する説明図であり、(a)はその拡大断面図、(b)はくさび状の溝の断面形状を示す説明図、(c)はくさび状の溝の変形例を示す説明図である。These are explanatory drawings regarding the base layer-elastic rubber interface of the fixing belt according to the embodiment of the present invention, (a) is an enlarged sectional view, (b) is an explanatory view showing the sectional shape of a wedge-shaped groove, (c) ) Is an explanatory view showing a modified example of the wedge-shaped groove. は、従来の画像形成装置用の定着ベルトの模式図であり、(a)は断面図、(b)拡大断面図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a conventional fixing belt for an image forming apparatus, where (a) is a cross-sectional view and (b) is an enlarged cross-sectional view. は、従来の画像形成装置用のローラの模式図であり、(a)は側面断面図、(b)は(a)のB−B’断面図である。FIG. 4 is a schematic view of a conventional roller for an image forming apparatus, in which (a) is a side sectional view and (b) is a B-B ′ sectional view of (a).

符号の説明Explanation of symbols

1…ベルト 2…基層
3…弾性層(弾性ゴム) 4…溝(くさび状の溝)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Belt 2 ... Base layer 3 ... Elastic layer (elastic rubber) 4 ... Groove (wedge-shaped groove)

Claims (8)

基層(2)と弾性層(3)を接着して成る画像形成装置に用いるベルト部材において、
上記基層(2)はその表面に複数本のくさび状の溝(4)を備え、この基層(2)の表面上に弾性ゴムを接着して弾性層(3)を形成したことを特徴とする画像形成装置に用いるベルト。
In a belt member used in an image forming apparatus formed by bonding a base layer (2) and an elastic layer (3),
The base layer (2) has a plurality of wedge-shaped grooves (4) on its surface, and an elastic layer (3) is formed by adhering elastic rubber on the surface of the base layer (2). A belt used in an image forming apparatus.
基層(2)と弾性層(3)を接着して成る画像形成装置に用いるベルト部材において、
上記基層(2)はその表面に、切り込み方向が交互に逆方向の角度を持つ複数本のくさび状の溝(4)を備え、この基層(2)の表面上に弾性ゴムを接着して弾性層(3)を形成したことを特徴とする画像形成装置に用いるベルト。
In a belt member used in an image forming apparatus formed by bonding a base layer (2) and an elastic layer (3),
The base layer (2) is provided with a plurality of wedge-shaped grooves (4) whose incision directions are alternately opposite to each other on the surface, and an elastic rubber is bonded onto the surface of the base layer (2) to be elastic. A belt used in an image forming apparatus, wherein the layer (3) is formed.
上記くさび状の溝(4)はベルト(1)の軸方向に備えられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置に用いるベルト。   The belt used for an image forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein the wedge-shaped groove (4) is provided in an axial direction of the belt (1). 上記くさび状の溝(4)は、基層(2)の表面と該くさび状の溝(4)を形成するどちらか一方の平面とのなす角θが、θ<90°であるように形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の画像形成装置に用いるベルト。   The wedge-shaped groove (4) is formed so that the angle θ formed by the surface of the base layer (2) and one of the planes forming the wedge-shaped groove (4) is θ <90 °. The belt used in the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the belt is used. 上記くさび状の溝(4)の深さdが、4μm以上であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の画像形成装置に用いるベルト。   The belt used for an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a depth d of the wedge-shaped groove (4) is 4 µm or more. 上記くさび状の溝(4)の開口幅Wが、1/5d<W<1/2dであることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置に用いるベルト。   6. The belt used for an image forming apparatus according to claim 5, wherein an opening width W of the wedge-shaped groove (4) satisfies 1 / 5d <W <1 / 2d. 基層(2)と弾性層(3)を接着することにより画像形成装置に用いるベルト部材を製造する方法において、
切り込み方向が交互に逆方向の角度を持つ複数本のくさび状の溝(4)を、その表面においてベルト(1)の軸方向に備える基層(2)を成型し、
上記基層(2)の外周面に接着剤を塗布した後、
弾性ゴム(3)を塗布して加硫接着することを特徴とする画像形成装置に用いるベルトの製造方法。
In a method of manufacturing a belt member used in an image forming apparatus by bonding a base layer (2) and an elastic layer (3),
A base layer (2) provided with a plurality of wedge-shaped grooves (4) having inversion directions alternately opposite to each other in the axial direction of the belt (1) is molded,
After applying an adhesive to the outer peripheral surface of the base layer (2),
A method for producing a belt used in an image forming apparatus, characterized in that an elastic rubber (3) is applied and vulcanized and bonded.
請求項1〜請求項6のいずれかに記載の画像形成装置に用いるベルト(1)を、トナーを定着する定着ベルトとして用いたことを特徴とする画像形成装置。   7. An image forming apparatus, wherein the belt (1) used in the image forming apparatus according to claim 1 is used as a fixing belt for fixing toner.
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